晚清北洋海軍的成軍，標誌著現代意義的海軍軍種在中國的正式誕生，是中國軍事發展史上的一個重要里程碑。長期以來，關於北洋海軍基地要塞的建設情況，人們對於大沽口基地與旅順口基地關注較多，尤其後者，王家儉教授有極其權威的專文著作，對其工程項目、建設工期、設施設備、經費支出、參與人員等問題，逐一進行了深入探究。而關於威海衛基地的建設情況，除了在李鴻章三次勘察海防、校閱海軍的奏章中有所描述外，其他則散見於海防經費報銷的檔案中，只能管中窺豹。
筆者得近水樓台之便，搜集了現存威海衛基地要塞遺址的若干第一手實物資料，並試圖將實物現狀與檔案史料相結合，以實物補充史料之不足，以史料佐證實物所不備；進而從基地要塞的設防內容、建設進程、設計施工、炮械選購、經費使用、及其效用等層面，較為全面地考察其設防規模與水準。然而，由於威海衛要塞炮台的工程圖紙資料，迄今尚未發現，因而使考察存在很大的缺失。之所以不揣淺陋，目的是拋磚引玉，以期引起方家對該問題及有關資料的關注。
一、威海衛基地的選定與建設
威海衛基地的建設，與當時清政府面臨的國內外局勢密不可分。1884年中法戰爭馬江海戰，福建水師全軍覆沒，強烈地刺激了清廷最高當局。戰事初平，朝廷即發佈諭旨，「現在和局雖定，海防不可稍弛，亟應切實籌辦善後，為久遠可恃之計。」「[1]懲前毖後，自以大治水師為主。船廠應如何增拓，炮台應如何安設，槍械應如何精造，均須破除常格，實力講求。」[2]把切實加強海防建設提上國防議程，掀起了新一輪海防大討論、大建設的高潮。討論的最終結論認為，「北洋遮罩畿輔，地勢最為扼要，」
應「先從北洋開辦精練水師一支。」 [3]從而確定了「先從北洋精練水師一支以為之倡」的海軍發展戰略，[4]北洋海軍由此獲得了優先快速發展的優勢地位。
北洋大臣李鴻章將北洋海軍的建軍目標，定位於世界先進海軍的行列，所以訂購艦船、配備炮械，必以西洋新式為上。而為北洋艦隊選定適宜的宿泊基地，當前迫在眉睫的頭等大事。
作為海軍基地，需要具備許多先決條件。西方國家選擇海軍基地積累了許多寶貴經驗，李鴻章將其概括為六大要素：一、水深不凍，往來無間；二、山列屏幛，以避颶風；三、路連腹地，便運糗糧；四、土無厚淤，可浚塢澳；五、口接大洋，以勤操作；六、地處海中，控制要害。[5]
會辦北洋事宜吳大澂認為，第一，海軍基地必須設防，是其得以發揮功能的前提，「聚船處須有炮台與船塢互相表裏。」[6]第二，海軍基地以後勤保障為要務，「凡船之軍械、糧食、煤炭必以船塢、棧房為後路。」[7]第三，海軍基地防務的關鍵是炮台。基地「以後路為最重，保護後路之炮台，較他口為尤要。」[8]直隸候補道、管理魚雷營委員劉含芳也認為：「水師口岸以修船之塢，供船之煤，最為要務。而煤為尤重。無塢則船不能修，無煤則船不能行。」[9]
在基地的選擇上，初時威海衛並未進入決策者的視野。然而經過兩年的反復勘察與比較權衡，威海衛卻最終以優越的港灣條件與重要的戰略位置，從大連灣、煙台及膠州灣中脫穎而出，成為北洋海軍首選的「根本重地」。
1、威海衛中選為北洋海軍基地
近現代海軍與傳統水師有天壤之別，需要以功能完善的基地為依託保障。海軍基地的功能，首先是為艦隊提供後勤保障，如艦船靠泊與維修、燃料彈藥補給、官兵訓練療養等；其次是通信指揮中樞等；關鍵則是保障基地安全。
關於北洋海軍基地的佈局構想，1881年，薛福成曾提出了「三鎮」設防的方案，「北洋擬添設外海水師提督，」「應以天津鎮衙門改為水師提督衙門。」[10]「旅順、大連灣等處添設一鎮，與大沽鎮、登萊鎮均歸提督統轄。」[11] 即旅順、大連灣為一基地，大沽為一基地，登萊鎮為一基地；並且以天津為北洋海軍指揮中樞。這種三角佈局的構想，符合清政府以京津為重心、以渤海灣為門戶的首重畿防的國防戰略思想，基本勾勒出北洋海軍三大基地的佈局框架。不過，包括李鴻章在內的許多人，傾向於遼東半島的旅順和山東半島的煙台為首選。
李鴻章認為，「渤海大勢，京師以天津為門戶，天津以旅順、煙台為鎖鑰」。[12] 1884年1月，中法兩國關係緊張，戰爭一觸即發，李鴻章遵旨籌畫北洋防務，當時威海衛只建有廠塢碼頭，以屯儲煤械，並未修築炮台，若要設防須從長計議，添駐陸軍，逐漸經營，水陸相依，方可立足。5月，李鴻章巡閱北洋海防來到威海衛，認為：「該處瀕海南北兩口，地闊水深，若築台設守，需費極巨，一時不易措辦耳。」[13]而「煙台北對旅順，海面至此一束，若能兩岸同心，扼此要隘，則津沽得有鎖鑰。」[14] 清廷遂決定設防煙台，認為「該處為海防要地，必須經營佈置，以扼要沖，以杜敵船北犯之路。」[15] 諭令李鴻章等「妥籌煙台旅順防務。」[16]
然而事情在1886年突然發生了轉折。是年6月，總理海軍事務大臣醇親王奕譞奉旨巡閱北洋海防，李鴻章全程陪同。醇親王奏報巡閱情況時，對李鴻章辦防成效大加讚賞，對基地的選擇也有所表態。關於大連灣，「聞金州之大連灣，水面寬闊，能泊多船。但口門太廣，無可設防，是以未經往勘。」[17]關於威海衛，「亦海濱奧區，適當煙台來路，水師屯操皆宜。惟南北兩口寬各數里，築台佈雷，需費頗钜，仍需量力次第經營。」[18] 此次巡閱後，清廷在海防建設方面有了實質性的舉措，表示「海防關係緊要，必須逐漸擴充，曆久不懈。」[19]責成「醇親王奕譞務當會同李鴻章等物色將才，實力整理。」[20]
對於海軍，醇親王可謂是知之甚少，「總理海軍事務大臣」的職位，純粹是尸位素餐，或者說是慈禧太后挪用海軍經費的一個幌子。不過有一點，通過醇親王巡閱海軍，李鴻章建立了一條向最高當局建言海軍的渠道。醇親王奏摺中之所「聞」，「聞」諸何人？除了李鴻章，別無他人。可見，李鴻章已經否定了以大連灣、煙台為基地的可能，而把目光轉移到了威海衛。對此，李鴻章有非常明晰的闡述：「綜覽北洋海岸水師扼要之所，惟旅順口、威海衛兩處，進可以戰，退可以守。而威海衛工巨費煩，故先經營旅順，以為戰艦收宿重地，兼以遮罩奉省，控制大沽。」[21]
關於膠州灣，李鴻章認為暫時無力經營，只能留待將來。理由之一，該處「地處偏僻，距黑水洋船路尚三百餘裏，並不能扼斷來路，似目前尚難籌辦。」[22]「自來設防之法，先近後遠。旅順與大沽犄角對峙，形勝所在，必須先行下手。」[23]即優先建設旅順基地。理由之二，經費不足，「北洋目前兵力、餉力實形竭蹶」，「斷難遠顧膠州。」[24]
選擇威海衛作為海軍基地，不僅符合當時的綜合國力、國防指導思想和海防認識水平，也取決於對自然地理條件的依賴程度。李鴻章認為，北洋「惟威海衛、旅順口兩處較宜，與以上六層相合。」[25]也就是說，威海衛具有作為海軍基地的六項優越條件。
首先，威海衛位於山東半島的最東端，與北面的遼東半島相距107海里，自此向東40多海里便是海路要道成山頭，再向東200餘海里可達朝鮮半島西海岸仁川港，正當「黑水洋航路」。威旅兩地遙遙相對，形同渤海灣的門戶鎖鑰，控制著由渤海灣進入黃海的水上要路，軍事戰略位置至為重要。
其次，威海衛具有天然形勝的良港。威海衛總體地理形勢為西面接陸，北、東、南三面臨海，沿海岸線山勢起伏。威海灣東向開口，港灣南北兩岸山勢逶迤，如兩臂東伸入海，攬一灣於胸前；西北兩面的高山，可有效地阻擋冬季來自西北方向的勁風，使威海灣成為北方少有的不凍港灣。距威海衛2海里處，更有一座劉公島橫踞口門，為港灣天然屏障，且將港灣分為南北兩口，「北口水寬四里餘；南口則日島矗立中央，左右複分兩口，各寬五里。」 [26]據實際測量，北口寬1,600米，最深處34.5米，適合大型艦船出入，是威海港的主要航道；南口水面寬闊，寬達4,500米，最深處19.8米；劉公島前面的海域，則是優良的艦船錨泊之地。[27]
其三，威海灣南北兩岸與劉公島，山勢起伏，適宜佈置炮台，進行要塞設防。
2、要塞設防規劃工程項目
北洋海軍三大基地中，依託天津的大沽口基地建設時間最早，船塢規模較小，僅能維修小型艦艇，主要是作為北洋海軍的槍械供應基地。隨著北洋海軍「定遠」艦等大型鐵甲艦的訂購與服役，其維修保障能力根本不能滿足需要，故自1880-1990年著手營建旅順口基地，作為艦隊維修保養基地，其工程規模浩大，耗費不貲，號稱「遠東第一要塞」。王家儉教授對此有專文宏論。
早在1881年，李鴻章便將北洋海防魚雷營設在威海衛，由劉含芳負責操練；又因北洋艦隊經常來此操防停靠，故於劉公島設屯煤所和機器廠，便於艦隊上煤與簡單維修。而威海衛基地正式設防於1886年拉開序幕，「陸軍則自十二年後始議辦威、大之防。」[28] 李鴻章認為，設防「以購炮築台為先務，亟須預訂巨炮以壯威勢。」[29] 隨即派令沿海前敵水陸營務處周馥，會同調駐威海衛的綏鞏軍統領戴宗騫，先行前往威海衛詳細履勘，作出具體的設防規劃。
勘察結果是：威海衛「南北兩口，必須分築大炮台十餘座，乃可憑以扼守。」[30]顯而易見，建設施工面臨著重重困難：「遍山石骨嶙峋，踹紮營壘，先須鑿石填坡，翻山運土；雇夫募匠，施工倍極艱難；」[31]更有工程材料採購運輸方面的困難，「所需各項物料，本地無從採買，又須遠道購運，約計應用經費實繁且巨。」[32]
威海衛要塞工程綜列如下。建設海岸炮台11座，其中劉公島4座，南北兩岸各3座，日島1座。陸路炮台4座，其中南岸2座，北岸2座（其中1座至甲午戰爭時尚未完工）。甲午戰爭時期又增築臨時陸路炮台6座。威海衛南北兩岸各設水雷營1座，並各附設水雷學堂1座，綏鞏軍槍炮學堂1座。島外修建子彈總庫、火藥總庫各1座（見附表一）。在劉公島上，建設大鐵碼頭1座，麻井子船塢1處；建屯煤所、機器廠、魚雷修理廠各1處；建築北洋海軍提督署、水師醫院、水師學堂、練勇學堂、電報局、電燈檯各1所；總火藥庫1座（見附表二）。
3、要塞工程的分期建設
由於北洋海防經費拮据，所以威海衛基地的建設，不得不待旅順基地工程基本告竣後，才得以分期實施。工程大致分為四期。
首期工程，1887-1889年，主要是修築威海灣南北兩岸的海防炮台。於「威海衛之北口北山嘴、祭祀台築炮台兩座，南口之鹿角嘴、龍廟嘴築炮台兩座，並各建兵房、子藥庫，鐵碼頭、鐵道通聯一氣。」[33] 1888年5月，李鴻章親赴威海衛，「登山履險，親加勘度，」[34]督察海防工程，認為炮台選址佈局「尚合機宜」，該處「為渤海門戶，口岸寬廣，應築台壘尚不止此。」[35] 「惟目前經費支絀，兵數又單，只能就現有人力、財力，擇要經營。」[36]
與此同時，委辦操演魚雷事務道員劉含芳，「建造威海衛金線頂山下魚雷廠庫、學堂、泊岸、碼頭等項」；[37]島上「建造威海衛劉公島水師機器廠屋等項」。[38]
第二期工程， 1889-1891年中，主要是添築炮台。一期工程之後，戴宗騫所部綏鞏軍又在北岸北山嘴、祭祀台炮台之間，添築黃泥溝炮台1座，「以便居中策應。」[39]在南岸龍廟嘴、鹿角嘴炮台以東，添築皂埠嘴炮台1座，「以便向外迎擊。」[40]
副將張文宣率北洋護軍二營駐防劉公島與日島。護軍於島西端北面新築地阱式炮台1座，李鴻章奏摺中稱「劉公島炮台」，地人又稱之為「公所後炮台」，因其臨近麻井子船塢，又稱「麻井子炮台」。在劉公島西端的黃島上建炮台1座，是為黃島炮台。黃島原為一座孤立的小島，落潮時可徒涉而過，北洋護軍運土填海，將黃島與劉公島連接起來，「跨海通道，工力尤艱。」[41]南口居中之日島，原為露出海面的一片礁石，北洋護軍從南岸運來土石加高，在其上建地阱式炮台1座，「與南岸趙北嘴[注：即皂埠嘴]炮台相為犄角鎖鑰，極為謹嚴。」[42]
劉公島為「水師各艦寄碇上煤之所，」[43]道員龔照璵創造大鐵碼頭，「用厚鐵板釘成方柱，徑四、五尺，長五、六丈，中灌塞們德土，凝結如石，直入海底，較之各處所設鐵碼頭工程尤钜。」 [44] 「威海衛佈置情形，地勢台工均甚得力，惟訂購炮位尚未到齊，後路營庫各工仍須隨時添設。」[45]
山東候補知縣薩承鈺奉山東巡撫張曜派遣，考察南北洋各炮台。於1890年9月4日來到威海衛，當時兩岸炮台工程已基本佈置就緒，他將實地考察所見記錄如下：「其北岸第一台為北山嘴炮台，高下分作三層；第二台為黃泥崖炮台（注：即黃泥溝炮台）；第三台為祭祀台炮台。南岸則趙北嘴、鹿角嘴、龍廟嘴三炮台，形勢相埒。海中一島曰劉公島，北口建地阱暗炮台（注：即公所後炮台），台式系深掘地基，以為地阱，形如滿月，中藏阿蒙士莊新制後膛地阱鋼炮二尊。島之北（注：實為島之西）有黃島焉，山下築一土堤，陸路可通；島之南有日島焉，四面環海，山勢突兀，現建地阱暗炮台，安炮位二，以為威海之防。」[46]
與此同時，陸軍建設子彈、火藥兩庫等工程。島上的北洋海軍提督署、劉公島水師醫院、劉公島水師學堂、劉公島練勇學堂等工程也相繼完工，投入使用。
第三期工程，1891年6月-1894年5月，主要工程為添設水雷營、陸路炮台、海岸炮台與彈藥庫等。
「威海衛為北洋海軍根本重地，」[47]「北洋第一重門戶，海上有事，首當敵沖，」[48] 綏鞏軍駐紮威海衛4年間，「創建炮台，累歲經營，已成重鎮。」[49]然而威海灣「口寬澳闊，」
「一片汪洋毫無攔阻，」僅靠炮台防守，尚顯疏而不密，故「添布水雷最關緊要。」[50]
19世紀80年代以後，西方水雷推陳出新，新式水雷威力大增，成為「沿海守口利器，」[51]與「炮台互相控扼，則敵船不易深入，是以各國均以此為海防要圖。」[52] 李鴻章對於水雷的認識，來自於水雷演習給他留下的深刻印象：「以一指按電線，電火入雷，轟然一聲。水立百餘丈，無論何船，當之未有不傾覆者。」[53]所以，威海衛基地防務除炮台外，還須添建水雷營。「除綏軍原有水雷勇一哨系為護營以用，仍循舊辦理外，」「於威海先設二營，一駐北口，一駐日島之南」。[54]
北口水雷營，位於北岸北山嘴與黃泥溝兩座炮台之間，屬戴宗騫統帶。南岸水雷營，位於龍廟嘴炮台以西，屬劉超佩統帶。現存溝北船塢，即為南岸水雷營佈雷艇停泊之所。各水雷營附設水雷學堂，專門培訓水雷兵。
這一階段的炮台工程，主要側重于後路的陸路炮台建設。綏鞏軍「于柏頂、九峰頂、楊峰嶺、謝家所（注：即「百尺所」，明代為防倭而設，因所城內居民以謝姓居多，故得名「謝家所」。綏鞏軍在所城以北建陸路炮台，稱「謝家所炮台」，當地人稱「所城北炮台」）四處，添建新式陸路炮台各一座；」[55] 「添建拐角快炮台、田雞炮台共三座」；「仙梯嶺、馬蹄疃分建子彈總庫、火藥總庫各一座。」[56]至甲午戰爭爆發前，南岸後路楊峰嶺、所城北2座陸路炮台完工，並在威海衛南岸防禦戰中發揮了作用；而北岸的柏頂、九峰頂2座陸路炮台則未能告竣，作為臨時炮台使用。[57]
劉公島上，北洋護軍在島西連接黃島處，添設地阱式炮台1座。添築南嘴炮台1座，該炮台位於東泓炮台西南，與南口海中之日島炮台相策應。又沿劉公島南海岸線，修築南嘴防護土牆一道，起於最東端的東泓炮台，止於東村村東，長約千米，防禦敵人由此上岸。山頂築防護牆一道，東起東泓炮台以西，西達公所後炮台，順山脊而行，長約5000米。另在東村以東的山溝中，於山腰處建總藥庫1座，於山腳下建甜水倉1座。[58]在淡水極其稀缺的劉公島，此處水源不僅出水量大，且含鹽量極低，甘甜可口；時至今日，劉公島東村的居民生活用水，仍然取自該處水源。
第四期工程，1894年6月-1895年1月，為甲午戰爭期間的臨時防務工程。其中既包括此前未完工的永久性炮台工程，也有臨時構築的簡易炮台工程[詳見表一]，還有海上水雷防材等。甲午戰爭期間，水雷營在威海灣南北兩口佈置了由水雷鐵鏈和木排構成的防線。北口佈設海底水雷5顆，浮標水雷14顆，電氣觸發水雷60顆；南口佈設海底水雷72顆，電氣觸發水雷97顆。[59]威海衛戰役的實戰結果表明，南岸炮台陷落敵手後，水雷防線仍然有效地阻止遲滯了日本聯合艦隊及魚雷艇對港內的進攻，發揮了不可抹煞的防禦作用。惜乎南岸水雷營為敵佔領，控制裝置被日軍所得，電氣觸發水雷遂失去防禦效力。
二、威海衛要塞炮台設計與施工
威海衛要塞的工程設計，由德國陸軍大尉、要塞工程師漢娜根（Van Hanneken）擔綱。1879年，漢娜根通過天津德籍稅務司德璀琳（G.Detring）的推薦，被李鴻章聘為北洋海軍軍事顧問。[60]曾主持了旅順口炮台的設計施工，「新築炮台營壘，全仿洋式，堅致曲折，頗據形勝」。[61]因而在1886年醇親王巡閱北洋海防保案中，曾獲三等第一寶星獎賞。
1、威海衛要塞炮台設計特點
設計監造旅順口要塞炮台工程，無疑使漢娜根積累了豐富的經驗，尤以旅順口黃金山炮台為其代表作，式樣為「仿德國新式築做，」[62]優點是「台形匾而小，兵房、子藥房均藏台牆之內，敵炮難以攻入；」[63]因為炮台內部結構複雜曲折，所以「非紙畫所能畢肖，」[64]需要用模型才能表現。完全不同於中國傳統的炮台格局，代表了當時歐洲先進的炮台設計水平。
關於炮台選址，西方也有一些可資遵循的竅要：炮台選址要隱蔽；炮台背後不宜靠山，以免敵彈反擊；炮台外須有坦坡，不得壁立。關於炮台、炮位佈局，扼要處須有數台互成犄角佈局；連台炮位佈置作犬牙形，形成十字交叉火力；炮台人不宜多；炮台炮位不宜寬敞，以防炸彈墜落。關於炮台後路及側面防護，後路應佈置回擊小炮，以防敵人後路偷襲；炮台前面、側面應構築濠堤，佈置快炮、快槍，以防敵人登陸。[65]
那麼，威海衛炮台的佈局與設計特點如何呢？答案需要從歷史檔案、照片資料以及現存之炮台建築中來尋求。
特點之一，選址佈局均得關鍵，正面防禦交叉嚴密。威海衛海防炮台一般選築在臨海丘埠之上，甚得地勢之要。北山嘴炮台為北岸海防第一台，炮位依山勢分高、中、低三層佈置，既可憑高擊遠，又能形成立體火力；橫向不僅與黃泥溝、祭祀台兩座炮台構成交叉炮火，縱向且與劉公島之黃島、公所後兩座炮台炮火交織，封鎖北口海面。皂埠嘴炮台則為南岸海防第一台，為威海衛要塞規模最大的炮台，與鹿角嘴炮台、龍廟嘴炮台遙相呼應，同海中之日島炮台、劉公島之東泓炮台、南嘴炮台南北呼應，組成交叉炮火，封鎖南口海面。特別是日島地阱炮台，踞南口航道中央，左襟劉公島諸台，右帶南岸三台，「瞬息升降，靈准非常，」[66]「於隔海數裏外置靶，一擊而中。」[67] 確有「一夫當關，萬夫莫開」之勢。
特點之二，新式炮台的炮位、兵房、彈藥庫三位一體，並因地制宜將三者合理地融為一體，增強了炮台的隱蔽性和抗破壞能力。建築佈局均炮位在前，兵房、彈藥庫在後；炮位內設有炮兵掩體、臨時儲彈處、以及坑道口；兵房、彈藥庫為地下式，一旦有警，炮兵可通過地下坑道快速直達炮位，彈藥也可源源不斷地供應。
特點之三，彈藥庫安全隱蔽與防潮問題。中國的傳統炮台，彈藥庫建於第上，隱蔽性差，極易受到攻擊毀壞；新式炮台的彈藥庫建築在地下坑道內，幾乎不受敵炮威脅，生存能力大為提高。在彈藥庫與炮位之間，或鋪設窄式鐵軌，或設置滑輪提升裝置，可將彈藥快速及時地輸送到炮位上去，切實保障彈藥供應，增強了炮台防禦水平。彈藥庫還採用了防潮技術，除了對坑道壁的外面作防水處理外，還在坑道壁與彈藥庫牆壁之間留出空夾層，可以有效地隔絕山體滲水，起到防潮的作用。
特點之四，炮位後面的兵房系將山岩下挖，前面辟出平地；兵房的前立面為露明牆，其上開闢門窗，加強採光通風，冬暖夏涼，利於士兵健康；而兵房頂部填厚土與炮台持平，不易為敵彈所毀。
特點之五，坑道和兵房內的通風、換氣、排水問題。採用礦山豎井通風技術，炮台兵房、坑道內均設計了通向地上的豎井，且高出地平，上加鐵罩。為解決坑道內的地下滲水和水汽凝水，在建造時對坑道建築外層面作防滲層處理，坑道內設排水暗溝和集水坑，排除內部滲集的水分。
特點之六，坑道內的照明問題，當時坑道內尚無電燈照明，因此在兵房與坑道以及彈藥庫的牆壁上，每間隔一定距離，設置燈龕，供放置馬燈照明。
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